USB 4即将推出,很多人还是搞不明白USB 3.x及Gen 1、Gen 2 和 Gen 2x2

2022-09-23 12:59:17 来源:EETOP

来源:EETOP编译自tomshardware

原文:http://www.tomshardware.com/news/usb-3-2-explained

虽然 ,但 PC 和外围设备上最常见的 USB 端口在版本号中都有“3”,特别是 USB 3.2 或 USB 3.1 甚至 3.0。在查看规格表时,您还会看到 USB 3.2 或 3.1 之后的代号,例如,有 USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2 甚至 USB 3.2 Gen 2x2。然而,一些不同版本号的端口实际上具有相同的速度!迷茫了吗?

幸运的是,当您克服了所有令人困惑的小数和代数时,很容易确定您可以从 USB 端口、电缆和设备中获得什么样的速度。您只需要知道我们在下面概述的术语。 
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USB 3.2 与 USB 3.1 和 USB 3.0:有什么区别?

版本号令人困惑且意义不大,因为 USB 3.0、USB 3.1 Gen 1 和 USB 3.2 Gen 1 都可以互换并以 5 Gbps 运行,而 USB 3.1 Gen 2 和 USB 3.2 Gen 2 相同,以 10 Gbps 运行. 

事实上,创建标准的 USB-IF多次告诉我们,它希望制造商根本不使用这些版本号,而是将他们的产品列为 SuperSpeed、SuperSpeed 10 Gbps 或 SuperSpeed 20 Gbps 或仅 USB 5Gbps、USB 10 Gbps 和 USB 20 Gbps。 

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如果您是供应商并为您的产品付费以获得 USB-IF 的正式认证,许多供应商会跳过这一点,该组织甚至有一组徽标希望您使用。
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然而,尽管 USB-IF 的愿望,我们仍然看到大多数 PC 供应商将他们的端口列为 USB 3.2 或 USB 3.1,而不必告诉您对它们有什么期望。规格表甚至可能没有列出代号,但如果没有,您应该假设它是 Gen 1 (5 Gbps)。
不同的 USB 3.x 版本号之所以存在,纯粹是因为该数字随着速度的每一次进步而不断迭代。2008 年,USB 3.0 标准推出,使 USB 达到 5 Gbps,与 USB 2.0 的 480 Mbps 速度相比有了巨大飞跃,多年来一直是 USB 所能达到的速度。事实上,即使在今天,绝大多数 USB 端口和产品都不会超过 5 Gbps,您也不需要它们。许多外围设备甚至不需要超越 USB 2.0。
2013 年,USB-IF 宣布将 USB 提高到 10 Gbps,并在此过程中更改了所有 USB 3.x 产品的版本号。所以 USB 3.0 (5 Gbps) 变成了 USB 3.1 Gen 1,而新的 10 Gbps 速度变成了 USB 3.1 Gen 2。
2017 年,该组织为 USB 3.x 设备推出了 20 Gbps 的速度。为了纪念新的速度,所有速度的版本号都发生了变化,因此 5 Gbps 速度变为 USB 3.2 Gen 1,10 Gbps 速度变为 USB 3.2 Gen 2,20 Gbps 速度变为 USB 3.2 Gen 2x2。 
20 Gbps 速度称为 USB 3.2 Gen 2x2,因为它使用两个 10 Gbps 通道为您提供 20 Gbps 速度。如果他们称它为 USB 3.2 Gen 3 会不会更容易混淆?谁知道?
还有一个使用较少的版本,称为 USB 3.2 Gen 1x2,它为 10 Gbps,与 USB 3.2 Gen 2 几乎相同。不同之处在于,虽然 USB 3.2 Gen 2 有一个单一的 10 Gbps 数据通道,但 USB 3.2 Gen 1x2 使用两条 5 Gbps 通道以达到 10 Gbps 的总速率。作为最终用户,这对您来说并不重要,但您可能会看到 USB 3.2 Gen 1x2 术语。

USB 3.2 和 USB 3.1 使用什么样的连接器?

5 Gbps 和 10 Gbps 速度均适用于 USB Type-A 或 USB Type-C 连接器。USB Type-A 端口具有只能以一种方式插入的传统矩形连接器。USB Type-C 端口更小,呈椭圆形且可反转。尽管 USB Type-C在笔记本电脑和手机上极为常见,但许多现代台式机甚至都没有配备一个 USB Type-C端口。
虽然不是很常见,但您也会发现带有 B 型连接器的 USB 3.x 电缆,这种方形连接器主要用于连接打印机和 USB 集线器。
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还有一些 SuperSpeed 微型 USB 连接器。但是,这些 SuperSpeed B 型和微型 USB 连接器比常规 B 型和微型连接器大,因此不向后兼容。
因此,如果您想知道端口需要什么样的电线或适配器,单独的版本号不会告诉您这一点。USB 3.2 Gen 1 或 USB 3.2 Gen 2 端口或 USB 3.1 等效端口可以具有任一类型的连接器。
但是,如果您使用的是 USB 3.2 Gen 2x2 (20 Gbps),那么您肯定会使用 USB Type-C。A 型端口的上限为 10 Gbps。此外,虽然很少见,但 USB 3.2 Gen 1x2(也是 10 Gbps)只能使用 Type-C。

USB 3.2 / USB 3.1 端口有哪些颜色?

USB-IF 不要求 USB 端口必须是任何特定颜色。但是,蓝色端口通常为 5 Gbps,这意味着它是 SuperSpeed USB(又名 USB 3.2 Gen 1、USB 3.1 Gen 1 或 USB 3.0)。一些制造商现在使用红色 USB 端口来包括 SuperSpeed 10 Gbps USB(又名 USB 3.2 Gen 2 或 USB 3.1 Gen 2)。
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但是,端口也可能只是黑色,这根本不表示任何东西。确定速度的最佳选择是查看任何设备的规格表,无论是 USB HUB、SSD 还是主板。

USB 3.2 / USB 3.1 需要什么电缆?

与所有 USB 一样,USB 3.2 和 USB 3.1 向后兼容旧的 USB 标准。因此,如果您使用 USB 2.0 设备或电缆并将其插入 USB 3.2 端口,您将获得连接,但速度为链中最慢的链接(在本例中为 480 Mbps)。 
如果您有 USB 3.2 Gen 2 端口并希望利用其 10 Gbps 的速度,请寻找支持 10 Gbps 的电缆(它可以是 USB 3.2 Gen 2 或 USB 3.1 Gen 2)和具有相同功能的外围设备。如果您想获得 20 Gbps 的速度,所有三个部分:端口、外围设备和电缆,都必须支持该速度。

我可以使用 USB 3.2 或 USB 3.1 做什么?

USB 3.2 Gen 1 和 USB 3.1 Gen 1 以高达 5 Gbps 的速度运行,这本身就超过了大多数外围设备本身所需的速度。有线鼠标和键盘,即使是具有高轮询率的鼠标和键盘,甚至都不会超出 USB 2.0 的 480 Mbps 限制。但是,一些最好的网络摄像头需要 USB 3.2 / 3.1 / 3.0 连接,尤其是当它们以 2K 或 4K 分辨率提供 30 fps 时。
如果您使用的是 USB HUB,则至少需要 5 Gbps 的连接,因为连接到该集线器的所有外围设备都将共享该带宽。因此,如果您将鼠标、键盘和网络摄像头都插入同一个集线器,它们肯定至少需要 USB 3.2 Gen 1 / USB 3.1 Gen 1 提供的 5 Gbps。
使用DisplayLink 技术(允许您的计算机通过标准 USB Type-A端口输出视频)的显示器或扩展坞通常需要 5 Gbps 的速度。 
最后,也许也是最重要的一点,外部 SSD 和硬盘驱动器至少需要 USB 3.2 / 3.1 / 3.0 的速度。最快的外部 SSD 或 SSD 机箱可以在 USB 3.2 Gen 2 (10 Gbps) 或 USB 3.2 Gen 2x2 (20 Gbps) 下运行,尽管 10 Gbps 的速度更为常见且更便宜。 

USB 3.2 和 USB 3.1 提供多少功率?

USB 3.2 / USB 3.1 / USB 3.0 标准仅指定为 5 伏和 900 毫安,总功率为 4.5 瓦,非常不起眼。这比 USB 2.0 更好,它的上限为 2.5 瓦,但不足以快速为现代智能手机或平板电脑充电。还要考虑到 4.5 瓦是最大值,因此笔记本电脑或台式机上的单个 USB 3.2、Type-A 端口甚至可能无法提供那么多。

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但重要的是要记住,端口支持的充电标准和 USB 版本号不一定相关。许多充电器和集线器使用不同的充电标准,使其远高于 USB 2.0 或 USB 3. 限制。那些使用 USB 电池充电 (USB BC) 的设备可以通过 Type-A 端口提供高达 7.5 瓦的功率。还有第三方标准,如高通快速充电,达到 18 瓦及以上。 

如果您使用 USB Type-C电缆和端口,充电器/主机设备可以支持 USB 供电 (USB PD),在某些情况下可以高达 240 瓦。但瓦数与数据速度无关,因为 USB 2.0 端口可以供电,而 USB 3.2 端口可能没有。

视频如何使用 USB 3.2 / USB 3.1

从技术上讲,USB 3.2 和 USB 3.1 本身都不能传输视频。使用DisplayLink 技术,可以将视频转换并压缩为 USB 数据,然后发送到专门启用的集线器或便携式监视器。然而,如今很少有人使用DisplayLink 设备。

许多最好的超极本最好的显卡都有支持“alt 模式”的 USB Type-C 端口,这意味着 USB 电缆和端口可以使用不属于 USB 规范的协议传输数据。在许多情况下,该协议是 DisplayPort 1.2、1.3 或 1.4,然后可以将您的计算机连接到显示器或电视。但是,仅仅因为端口支持 USB 3.2 甚至 USB 3.2 Gen 2x2 并不意味着它一定支持 alt 模式。

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